DE1908313C3 - Vorrichtung zum Behandeln der Kurbelgehausegase von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln der Kurbelgehäusegase von Brennkraftmaschinen mit einer ersten Kammer, die mit dem kurbelgehäuse in Verbindung steht, mit einer zweiten Kammer, die an den Ansaugkanal angeschlossen ist, und mit einer Hülse innerhalb der zweiten Kammer, die axial versetzte, seitliche Zutrittsöffnungen aufweist und zur abdichtenden Führung eines auf den Unterdruck im Ansaugkanal ansprechenden Ventilkörpers sowie zur Aufnahme mindestens einer den Ventilkörper belastenden Feder dient.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (USA.-Patentschrift 3 311098) trägt der Ventilkörper eine in einer Hülse abdichtend geführte Manscheue, die in der Schließstellung sämtliche Zutrittsöffnungen überdeckt und diese beim öffnen nacheinander freigibt. Der Ventilkörper schirmt auf diese Weise die Feder gegen die heißen Kurbelgehäusegase ab. Der Raum innerhalb der Hülse steht lediglich am oberen Ende über eine öffnung mit der zum Ansaugkanal führenden Leitung in Verbindung, um die Rückseite des Ventilkörpers mit dem im Ansaugkanal herrschenden Unterdruck zu beaufschlagen.

Die Stellung des Ventilkörpers hängt bei dieser bekannten Vorrichtung einzig und allein von dem im Ansaugkanal herrschenden Unterdruck ab. Eine automatische Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß sie in Abhängigkeit von der Temperatur der Kurbelgehäusegase leichter und schneller auf Unterdruckschwankungen im \nsaugkanal anspricht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper in an sich bekannter Weise als Kugel ausgebildet ist und daß die Hülse mindestens im Bereich der Feder Zutrittsöffnungen für die Kurbelgehäusegase aufweist

Entsteht ein ausreichender Unterdruck im Ansaugkanal, so verschiebt sich die Kugel innerhalb der Hülse gegen die Wirkung der Feder und gibt dabei eine bestimmte Anzahl von ZutrittsÖffnungen frei. Die Kurbelgehäusegase können sodann aus der Hülse austreten. Sie umströmen die Hülse und erhalten dabei die Möglichkeit, durch die ZutrittsÖffnungen oberhalb der Kugel erneut in die Hülse einzutreten und dort die die Kugel belastende Feder zu umspülen. Da sich die Temperatur der Kurbelgehäusegase in Abhängigkeit vou den unterschiedlichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ändert, arbeitet auch die die Kugel verspannende Feder bei unterschiedlichen Temperaturen. Mit zunehmender Temperatur vermindert sich die Federhärte, und die Kugel kann weitere Wandöffnungen, die vorher als erfindungsgemäße ZutrittsÖffnungen gedient haben, für den Durchtritt der Kurbelgehäusegase zum Ansaugkanal freigeben. Auf diese Weise paßt sich die Vorrichtung nach der Erfindung den wechselnden Betriebsbediagungen der Brennkraftmaschine an.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der als Kugel ausgebildete Ventilkörper relativ leicht sein kann. Die Vorrichtung arbeitet dementsprechend mit hoher Empfindlichkeit, d. h., sie kann bereits auf geringfügige Druckschwankungen im Ansaugkanal ansprechen. Dies ist bei der bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art nicht der Fall. Auf Grund der Tatsache, daß der Ventilkörper mit einer Manschette versehen sein muß und außerdem relativ langgestreckt ausgebildet ist, um die Feder gegen die Kurbelgehäusegase abzuschirmen, entsteht eine schwere und dementsprechend träge Anordnung.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß dem als Kugel ausgebildeten Ventilkörper eine weitere, innerhalb der Hülse angeordnete Kugel mit einem unteren Ventilsitz und einer oberen, durchbrochenen Anlageschulter vorgeschaltet ist.

Diese Anordnung sorgt dafür, daß der Zustrom ■ der Kurbelgehäusegase zum Ansaugkanal auf einen Maximalwert begrenzt wird. Auf diese Weise vermeidet man, daß durch einen zu großen Unterdruckwert im Ansaugkanal, beispielsweise bei langer Bergab fahrt, öl aus dem Kurbelgehäuse abgezogen wird. Die weitere Kugel legt sich in diesem Fall an der durchbrochenen Anlageschulter an und definiert damit einen vorgegebenen Durchflußquerschnitt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 in vereinfachter Darstellung eine Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 einen senkrechten Mittelschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 1II-III inFig.2,

F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 2, und in

F i g. 5 eine Schrägansicht eines der Einwegventile.

Nach F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Behandeln von Kurbelgehäusegasen über

eine Leitung 2 an ein abgedichtetes Kurbelgehäuse 3 einer üblichen Brennkraftmaschine 4 angeschlossen. Außerdem ist die Vorrichtung 1 über eine Leitung 5 an einen Ansaugkanal 6 der Brennkraftmaschine 4 angeschlossen. Ein Vergaser 7 geeigneter Bauart ist in der Nähe des Ansaugkanals 6 montiert.

Die Vorrichtung 1 nimmt verschmutzte Kurbelgehäusegase aus dem Kurbelgehäuse 3 über die Leitung! auf, behandelt sie und gibt sie dann über die Leitung 5 weiter, aus der sie in den Ansaugkanal 6 zurückkehren. Für diesen Zweck enthält die Vorrichtung 1 ein zylindrisches Gehäuse 8 mit einem Boden 9 und einer entfernbaren Abschlußkappe 10. Ist die Abschlußkappe 10 an ihrem Platz befestigt, dann entsteht eine geschlossene erste Kammer 11. Die Leitung 2 erstreckt sich in den unteren Teil der Kammer 11 und gibt die verschmutzten Kurbelgehäusegase in diese beispielsweise über ein T-Rohr 12 ab.

Um unerwünschte Stoffe aus den Kurbelgehäusegasen in der Kammer 11 zu entfernen, sind Filtereinrichtungen vorgesehen. Für diesen Zweck ist ein im allgemeinen zylindrisches Hohlfilter 13 mit einem Boden 14 konzentrisch und im allgemeinen in der gleichen Erstreckung des Gehäuses 8 in der Kammer 11 angeordnet und läßt sich in geeigneter Weise an der oberen Kante mit der Abschlußkappe 10 abdichten. Die unter Druck aus der Leitung 2 in die Kammer 11 austretenden Gase zirkulieren unter dem Boden 14 und im zylindrischen Raum zwischen Gehäuse 8 und Hohlfilter 13, werden jedoch schließlich durch das Hohlfilter 13 in dessen Inneres gedrückt.

Das Hohlfilter 13 kann aus bekanntem, gasdurchlässigem Material, beispielsweise Streckmetall, Brechmetill oder Fasermaterial bestehen, und dient als Primärfilter zur Ausscheidung eines hohen Prozentsatzes unerwünschter Bestandteile der Kurbelgehäusegase. Diese Bestandteile kondensieren und drainieren nach unten sowohl auf der Innen- als auch Außenoberfläche der Hohlfilterwandungen und werden anschließend in der noch näher zu beschreibenden Weise entfernt.

In Übereinstimmung mit der Erfindung sind auf das Vakuum im Ansaugkana!6 ansprechende Einrichtungen vorgesehen, um die gefilterten Kurbelgehäusegase durch die Leitung 5 zurückzuführen. Für diesen Zweck ist ein aus mehreren Einrichtungen bestehendes, im allgemeinen einstückiges Gehäuse 15 im Hohlfilter 13 angeordnet und an der Abschlußkappe 10 befestigt. Das Gehäuse 15 enthält einen im allgemeinen mittig angeordneten senkrechten Mantel 16, der so angeordnet ist, daß er über Abschlußkappe 10 mit der Leitung 5 in Verbindung steht. Der Mantel Io ist über einen Kanal Ί7 mit einem senkrechten Ablaßrohr 18 verbunden, das wiederum über einen Kanal 19 mit einer zweiten senkrechten Kammer 20 in Verbindung steht.

Der Mantel 16 ist mit. einem druckempfindlichen Ventil versehen, das aus einer langgestreckten rohrförmigen Hülse 21 besteht, welches am unteren Ende durch ein Endstück 22 mit einem Durchlaß 23 verschlossen ist, welcher mit dem Inneren des Hohlfilters 13 in Verbindung steht und einen Ventilsitz 24 für die Aufnahme einer Kugel 25 bildet, die durch eine Feder 26 angedrückt wird. Die Kugel 25 ist Iokker in der Hülse 21 montiert, um den Durchlaß des Kurbelgehäusegases zu ermöglichen.

In ähnlicher Weise ist die zweite Kammer 20 mit einem druckempfindlichen Ventil ausgerüstet, das aus einer langgestreckten rohrförmigen Hülse 27 besteht, die am unteren Ende mit einem im allgemeinen hohlen, mit einer unteren Ventilöffnung 29 versehenen Endstück 28 abgeschlossen ist, und über welches die Kammer 20 mit dem Inneren des Hohlfilters 13 in Verbindung steht. Außerdem ist ein Ventilsitz 30 für eine Kugel 31 vorgesehen. Anschläge, beispielsweise eine obere unterbrochene Anlageschulier 32, hindern die Kugel 31, durch eine Anordnung in Ein-

griff gehalten, die aus einer Vielzahl in axialer Richtung angeordneter Federn 34, 35, Federhalterungen 36, 37 und Kugeln 38, 39, 40 besteht. Die Kugeln 38 und 39 sind zwischen Federn 34 und 35 angeordnet, während die Kugel 40 auf dem oberen Teil der Feder

35 sitzt. Die Kugeln 33, 38, 39 und 40 sind abdichtend gegen die Wandung der Hülse 27 montiert.

In der Wandung der Hülse 27 sind mehrere Zutrittsöffnungen 41 angeordnet. Wie aus der Zeichnung erkennbar, können mehr als eine Zutrittsöff-

nung 41 in jeder Höhe der Hülse 27 angeordnet sein, wobei jede Gruppe von Zutrittsöffnungen 41 im vertikalen Abstand längs der Hülse vorgesehen ist. Die unterste Gruppe der Zutrittsöffnungen 41 ist am unteren Endteil der Hülse 27 angeordnet und liegt et-

was oberhalb der Kugel 33, wenn sich diese in der Ventilverschlußstellung befinden. Andere Gruppen von Zutrittsöffnungen 41 sind zwischen den Enden jeder Feder 34 und 35 und auch zwischen den Kugeln 38 und 39 in der Ventilverschlußstellung angeordnet.

Bei der besonderen wiedergeg^benen Ausführungsform ist das Ventil innerhalb des Mantels 16 ein Niederdruckventil, welches bei Maschinenleerlauf offensteht, um behandelte Kurbelgehäusegase aus

der Vorrichtung abzugeben. Das Vakuum oder der Druck, bei welchem die Kugel 25 abhebt, läßt sich ändern durch Ersatz der Feder 26 durch eine Feder anderer Charakteristik. Somit hebt die Kugel bei Leerlauf vom Ventilsitz 24 ab, und die Kurbelgehäusegase werden über die Kugel 25 nach oben gedrückt und gelangen durch den Mantel 16 zur Leitung 5 und von dort zurück zum Ansaugkanal 6.

In ähnlicher Weise ist das Ventil in der Kammer 20 ein Hochdruckventil, welches sich nach dem Öffnen des Niederdruckventils öffnet. Das Vakuum oder der Druck, bei welchem die Kugel 31 abhebt, läßt sich in gleicher Weise durch Ersatz der Federn 34 und 35 durch Federn anderer Charakteristiken ändern. Außerdem legt sich ein Tc'ler 42 gegen den

Oberteil der Kugel 40 und läßt sich in vertikaler Richtung, beispielsweise durch eine Schraube 43. in der Abschlußkappe 10 einstellen, um die Zusammendrückung der Federn 34 und 35 zu ändern.

Wenn die Brennkraftmaschine im Leerlauf läuft und die Kugel 25 und gegebenenfalls die Kugel 31 angehoben sind, dann fällt, wenn die Maschinendrossel betätigt wird, das Ansaugevakuum vorübergehend etwa auf den Wert Null ab, und die Kugel 25 sowie die Kugel 31 setzen auf. Dies ist jedoch nur eine vor-

übergehende Reaktion, und das Vakuum nimmt dann wesentlich zu. Die Kugel 25 hebt wieder ab, die Verengung des Durchlasses 23 verursacht einen vergrößerten Druck innerhalb der Vorrichtung, und die Kugel 31 wird abgehoben. Da das Gas an der Kugel

31 und der unterbrochenen Anlageschulter 32 vorbeiströmen kann, hebt es die Kugel 33 an.

Sobald sich die Kugel 33 über die unteren Zutrittsöffnungen 41, die als Ventil wirken, bewegt hat.

strömen die Gase nach außen in die zweite Kammer 20 und dann durch den Kanal 19 in das Ablaßrohr 18, und nunmehr durch den Kanal 17 ins Innere der Hülse 21 und zur Leitung 5.

Da sich die Brennkraftmaschine bei fortlaufendem Vollgas aufheizt, ist es wünschenswert, den Widerstand gegen die Gasströmung durch den Ventilmechanismus für eine vorgegebene Größe des Ansaugvakuums zu verringern. Zu diesem Zweck erlauben die Zutrittsöffnungen 41 oberhalb der angehobenen Kugel 33 eine Zirkulation der heißen Kurbelgehäusegase in und durch die Hülse 27, wo sie unmittelbar mit den Federn 34 und 35 in Berührung kommen und deren normale Festigkeitseigenschaften herabsetzen. Somit wird die Kugel 33 höher als bisher ansteigen und eventuell oberhalb des zweiten untersten Satzes von Zutrittsöffnungen 41 sitzen. Die Kurbelgehäusegase können somit frei nach außen in die Kammer 20 aus den beiden untersten Sätzen von Zutrittsöffnungen 41 strömen. ao

Es hat sich gezeigt, daß, obwohl das Hohlfilter 13 einen hohen Prozentsatz unerwünschter Stoffe aus den Kurbelgehäusegasen entfernt, ein geringer Anteil solcher Stoffe nicht abgefiltert wird. Einige dieser verbleibenden Stoffe neigen dazu, im Bereich des as Kanals 17 auszukondensieren. Sie wandern dann innerhalb des Ablaßrohres nach unten und sammeln sich oberhalb eines Stopfens 44. Der Stopfen 44 kann zum Entfernen dieser Stoffe von Zeit zu Zeit von Hand abgenommen werden.

Weiterhin sind Einrichtungen zum automatischen Entfernen auskondensierter Stoffe aus der Vorrichtung vorgesehen. Für diesen Zweck ist ein biegsames, druckempfindliches Einwegventil 45 im Boden 14 des Hohlfilters 13 und ein ähnliches Einwegventil 46 im Boden 9 des Gehäuses 8 angeordnet. Die Einwegventile 45 und 46 sind so angeordnet, daß der Sog oberhalb derselben zum Schließen führt, wenn die Brennkraftmaschine 4 arbeitet. Steht die Brennkraftmaschine 4 still, dann gibt es keinen Sog, und die Einwegventile sind offen. Schlamm u.dgl., der sich während des Maschinenbetriebs sammelt, lagert sich somit oberhalb der Einwegventile 45 und 46 ab, bis die Brennkraftmaschine abgestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt öffnen sich die Einwegventile, und der Schlamm zieht nach unten aus der Vorrichtung 1 ab, wo er dann gesammelt und/oder in anderer geeigneter Weise beseitigt wird. Es können im übrigen auch andere druckempfindliche Rückschlagventile verwendet werden.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist verhältnismäßig billig herzustellen und zu unterhalten und kann fast an allen Brennkraftmaschinen angebaut werden. Versuche mit einer Vorrichtung nach der Erfindung an einem Motorfahrzeug haben die Ausscheidung von über 170 g Verunreinigungen auf etwa 400 km Fahrt ergeben. In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, den Mantel 16 und das zugeordnete Ventil wegzulassen, wodurch dann alle Gase durch die untere Ventilöffnung 29 strömen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Behandeln der Kurbelgehäusegase von Brennkraftmaschinen mit einer ersten Kammer, die mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung steht,, mit einer zweiten Kammer, die an den Ansaugkanal angeschlossen ist, und mit einer Hülse innerhalb der zweiten Kammer, die axial versetzte, seitliche Zutrittsöffnungen aufweist und zur abdichtenden Führung eines auf den Unterdruck im Ansaugkanal ansprechenden Ventilkörpers sowie zur Aufnahme mindestens einer den Ventilkörper belastenden Feder dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper in an sich bekannter Weise als Kugel (33) ausgebildet ist und daß die Hülse (27) mindestens im Bereich der Feder (34, 35) Zutrittsöffnungen (41) für die Kurbelgehäusegase aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ao kennzeichnet, daß dem als Kugel (33) ausgebildeten Ventiikörper eine weitere, innerhalb der Hülse (27) angeordnete Kugel (31) mit einem unteren Ventilsitz (30) und einer oberen, durchbrochenen Anlageschulter (32) vorgeschaltet ist.